
电力电子系统仿真 的电磁瞬态(EMT)对于电力与能源系统的分析、设计以及快速控制原型开发换流器 至关重要。本文提出了一种多粒度GPU并行速率指数积分器(EI)算法,用于电力电子系统的快速离线EMT仿真 。所提出的并行速率EI算法利用大规模并行GPU架构,并行计算多个离散化步长。 EI算法在每个时间步内的矩阵-向量运算也实现了并行化。此外,本文还提出了一种基于GPU的创新框架,用于在仿真 循环开始前对矩阵指数函数进行数值高效的预计算。与单线程CPU实现相比,高度的并行性带来了显著的仿真 加速效果。 高阶EI算法的离散化技术具有绝对稳定性,无数值振铃现象,且能以较大的时间步长实现精确的微分方程离散化。所提出的并行速率EI求解器进一步被应用于准确检测被动/二极管开关市场活动 。通过两个案例研究验证了并行速率EI算法的准确性和效率。另外两个案例研究则展示了所提出的矩阵指数预计算技术带来的优势。